一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置的制作方法

1.本发明属于地球物理勘察辅助设备技术领域，具体是指一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置。


背景技术：

2.在使用地球物理大地电磁仪探头来进行观测时，需要将电磁仪探头进行固定，以防测量过程中探头随意晃动造成测量结果出现偏差，但是在实际的探头固定过程中存在各种问题。为了将探头固定紧防止其随意晃动，常采用硬质物件从探头的四周直接进行夹持，而且接触面较大，夹持力过大时容易导致探头的外壳变形，严重时甚至直接损坏探头，同时现有的探头固定装置为了增加抓地力，经常将固定装置的底部立柱插入地面，并且增加配重，但是固定装置的底部立柱从地面拔出后，容易粘附大量的土壤，需要工作人员清理土壤后才能对固定装置进行收纳，极为不便，而且浪费时间，所以急需要一种大地电磁仪探头固定装置来解决上述问题。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置，解决了大地电磁仪探头固定过程中的各种问题。
4.本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置，包括充盈包裹式自适应型换向固定组件，充盈包裹式自适应型换向固定组件包括换向调节装置和充盈包裹式自适应型固定装置，充盈包裹式自适应型固定装置设于换向调节装置上；双轴对中横移式高度调节组件，双轴对中横移式高度调节组件设于换向调节装置的底端，双轴对中横移式高度调节组件包括高度调节驱动装置和双轴对中横移装置，高度调节驱动装置设于双轴对中横移装置的一侧；以及，自清洁型配重支撑组件，自清洁型配重支撑组件设于双轴对中横移装置的底端，自清洁型配重支撑组件包括支撑限位装置和自清洁型配重装置，自清洁型配重装置设于支撑限位装置的底部。
5.作为本发明的一种优选方案，其中：换向调节装置包括支撑板一、支撑立柱、支撑板二、水平气泡仪、调向握杆、调向轮盘、调向转轴、调向齿轮、调向筒、外圈轮齿、转动底盘、内置凹槽和开口，支撑板二设于支撑板一的正上方，支撑板二和支撑板一之间通过支撑立柱连接，内置凹槽设于支撑板一上，转动底盘转动连接设于内置凹槽内，调向筒固定连接设于转动底盘上，外圈轮齿环绕布置设于调向筒的筒壁上，调向转轴的顶端与调向轮盘连接，调向转轴的底端与调向齿轮连接，调向齿轮与外圈轮齿保持啮合连接，调向转轴穿过支撑板二，调向转轴与支撑板二之间保持转动连接，调向握杆固定连接设于调向轮盘上，水平气泡仪设于支撑板二上，开口设于调向筒的顶壁上，调向筒的顶部穿过支撑板二，调向筒的顶部与支撑板二保持转动连接。
6.作为本发明的一种优选方案，其中：充盈包裹式自适应型固定装置包括内置固定板、伸缩气缸、降阻套环、驱动齿条板、传动齿轮、扇形齿轮、l型曲臂、支撑立臂、弧形弹性接
触环、流体承压袋、悬吊安装板、充气泵、充气管、安装基座、固定套筒、包裹气囊、硅橡胶接触垫、固定柱和导向套筒，内置固定板固定连接设于调向筒内，降阻套环固定连接设于内置固定板上，伸缩气缸的底端与调向筒的底部内壁保持固定连接，伸缩气缸的顶部穿过降阻套环，伸缩气缸的顶部与降阻套环保持滑动连接，驱动齿条板的底端与伸缩气缸连接，驱动齿条板的顶端与支撑立臂连接，传动齿轮对称布置设于驱动齿条板的两侧，传动齿轮与驱动齿条板之间保持啮合连接，扇形齿轮设于传动齿轮的一侧，扇形齿轮与传动齿轮之间保持啮合连接，l型曲臂的底端与扇形齿轮保持固定连接，弧形弹性接触环设于支撑立臂和l型曲臂上，流体承压袋设于弧形弹性接触环上，扇形齿轮和l型曲臂从开口内伸出，扇形齿轮的轴部与调向筒的顶板保持转动连接，悬吊安装板设于调向筒的顶部内壁上，悬吊安装板对称布置设于开口的两侧，传动齿轮的轴部与悬吊安装板之间保持转动连接，充气泵设于内置固定板上，充气管的一端与充气泵连接，充气管的另一端穿过固定套筒与包裹气囊连接，包裹气囊设于固定套筒内，硅橡胶接触垫设于包裹气囊上，固定套筒设于安装基座上，安装基座设于调向筒的顶壁上，固定柱设于安装基座的两侧，导向套筒设于固定柱上。
7.作为本发明的一种优选方案，其中：高度调节驱动装置包括调高握杆、主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮，调高握杆与主动齿轮的轴部保持固定连接，中间齿轮设于主动齿轮的一侧，从动齿轮设于中间齿轮的一侧，主动齿轮与中间齿轮之间保持啮合连接，中间齿轮与从动齿轮之间保持啮合连接。
8.作为本发明的一种优选方案，其中：双轴对中横移装置包括安装横板、传动螺纹杆一、传动螺纹杆二、横移块、支撑臂和吊挂铰接座，传动螺纹杆一和传动螺纹杆二的两端与安装横板保持转动连接，传动螺纹杆一的一端与主动齿轮的轴部保持固定连接，传动螺纹杆二的一端与从动齿轮的轴部保持固定连接，传动螺纹杆一和传动螺纹杆二的两端的螺纹方向相反，传动螺纹杆一和传动螺纹杆二穿过横移块，横移块与传动螺纹杆一和传动螺纹杆二之间保持螺纹连接，横移块设有两组，吊挂铰接座设于支撑板一的底壁上，支撑臂的底部与横移块保持转动连接，支撑臂的顶部与吊挂铰接座保持转动连接。
9.作为本发明的一种优选方案，其中：支撑限位装置包括钻孔握杆、连接块、顶部螺纹、螺纹套环、固定限位支腿和固定底板，螺纹套环固定连接设于固定底板的四角，固定限位支腿穿过螺纹套环，顶部螺纹设于固定限位支腿的顶部，顶部螺纹与螺纹套环之间保持螺纹连接，连接块设于固定限位支腿的顶端，钻孔握杆设于连接块上。
10.作为本发明的一种优选方案，其中：自清洁型配重装置包括t型配重块、连接杆、固定块、复位弹簧、橡胶套环、清洁凸起、弹性橡胶圈一和弹性橡胶圈二，t型配重块套装在固定限位支腿的底部，橡胶套环设于t型配重块内，橡胶套环贯穿t型配重块，连接杆固定连接设于橡胶套环的两侧，连接杆的一端与t型配重块的内壁保持铰接，固定块设于连接杆的下方，复位弹簧的一端与固定块连接，复位弹簧的另一端与橡胶套环连接，固定块与t型配重块的内壁保持固定连接，清洁凸起设于橡胶套环的内圈曲面上，弹性橡胶圈一和弹性橡胶圈二套装在橡胶套环的底部，弹性橡胶圈二位于弹性橡胶圈一的下方。
11.作为本发明的一种优选方案，其中：开口设有两组，开口位于安装基座和固定柱之间，导向套筒正对固定套筒设置。
12.作为本发明的一种优选方案，其中：主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮与安装横板之间保持转动连接。
13.作为本发明的一种优选方案，其中：橡胶套环与固定限位支腿之间保持滑动连接。
14.优选地，固定底板上设有中央控制器，辅助实现充气固定等功能，中央控制器型号为stc12c6082。
15.本发明提出的一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置的有益效果如下：
16.(1)通过包裹气囊对电磁仪探头的中段位置进行柔性固定，防止电磁仪探头受力过大后壳体发生变形，同时利用硅橡胶接触垫自身具有较高摩擦系数的特性，可以增加包裹气囊与电磁仪探头之间的摩擦力，防止电磁仪探头沿着包裹气囊的表面随意转动和滑动。
17.(2)利用弧形弹性接触环和流体承压袋对电磁仪探头的两端进行点触式固定，弧形弹性接触环接触到电磁仪探头后，自身可以根据电磁仪探头的尺寸产生不同程度的弯曲变形，在夹持力不足的情况下，需要适当增加夹持力度时，流体承压袋受到的力增大后，内部流体被挤压，可以增加流体承压袋的变形量。
18.(3)通过调向握杆带动调向齿轮转动，可以带动调向筒在内置凹槽内转动，从而改变固定套筒的方向，方便工作人员操作。
19.(4)t型配重块不仅能起到增加配重的效果，而且当固定限位支腿从t型配重块内抽出时，橡胶套环上的清洁凸起可以对固定限位支腿上粘附的土壤进行清理，而且利用t型配重块自身重量大的特点，拔出固定限位支腿时，无需工作人员对t型配重块进行固定，就可以保证清洁凸起充分与固定限位支腿接触。
20.(5)转动钻孔握杆可以带动固定限位支腿向下旋转钻进，从而将固定限位支腿牢牢固定在地面上，增加了稳定性。
21.(6)通过调高握杆带动主动齿轮转动，主动齿轮带动中间齿轮和从动齿轮转动，最终带动传动螺纹杆一和传动螺纹杆二同时转动，使两侧的横移块沿着传动螺纹杆一和传动螺纹杆二相对或相向移动，从而改变支撑臂与水平面的夹角，以此来调整电磁仪探头的高度。
22.(7)在固定限位支腿插入t型配重块时，复位弹簧、弹性橡胶圈一和弹性橡胶圈二不仅可以给橡胶套环提供变形空间，而且还可以起到控制变形量和自动复位的效果。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置的整体结构示意图；
24.图2为本发明提出的充盈包裹式自适应型换向固定组件的整体结构示意图；
25.图3为本发明提出的调向筒的内部结构示意图；
26.图4为本发明提出的充盈包裹式自适应型固定装置的整体结构示意图；
27.图5为本发明提出的驱动齿条板的整体结构示意图；
28.图6为本发明提出的固定套筒的整体结构示意图；
29.图7为本发明提出的双轴对中横移式高度调节组件的整体结构示意图；
30.图8为本发明提出的自清洁型配重支撑组件的整体结构示意图；
31.图9为本发明提出的自清洁型配重装置的剖面图；
32.图10为图9的a部分的局部放大图；
33.图11为本发明提出的弹性橡胶圈一和弹性橡胶圈二的整体结构示意图；
34.图12为本发明提出的一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置的原理框图；
35.图13为本发明提出的一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置的模块电路图。
36.其中，1、充盈包裹式自适应型换向固定组件，11、换向调节装置，110、支撑板一，111、支撑立柱，112、支撑板二，113、水平气泡仪，114、调向握杆，115、调向轮盘，116、调向转轴，117、调向齿轮，118、调向筒，119、外圈轮齿，1110、转动底盘，1111、内置凹槽，1112、开口，12、充盈包裹式自适应型固定装置，120、内置固定板，121、伸缩气缸，122、降阻套环，123、驱动齿条板，124、传动齿轮，125、扇形齿轮，126、l型曲臂，127、支撑立臂，128、弧形弹性接触环，129、流体承压袋，1210、悬吊安装板，1211、充气泵，1212、充气管，1213、安装基座，1214、固定套筒，1215、包裹气囊，1216、硅橡胶接触垫，1217、固定柱，1218、导向套筒，2、双轴对中横移式高度调节组件，21、高度调节驱动装置，210、调高握杆，211、主动齿轮，212、中间齿轮，213、从动齿轮，22、双轴对中横移装置，220、安装横板，221、传动螺纹杆一，222、传动螺纹杆二，223、横移块，224、支撑臂，225、吊挂铰接座，3、自清洁型配重支撑组件，31、支撑限位装置，310、钻孔握杆，311、连接块，312、顶部螺纹，313、螺纹套环，314、固定限位支腿，315、固定底板，32、自清洁型配重装置，320、t型配重块，321、连接杆，322、固定块，323、复位弹簧，324、橡胶套环，325、清洁凸起，326、弹性橡胶圈一，327、弹性橡胶圈二。
37.在图13的中央控制器的电路图中，+5v为电路的供电电源，gnd为接地端，xtal1为晶振，c1和c2为晶振的起振电容，40为伸缩气缸与中央控制器的连接口，6为充气泵与中央控制器的连接口。
38.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.作为本发明的一个新的实施例，如图1所示，本发明提出了一种充盈包裹固定型地球物理大地电磁仪探头固定装置，包括充盈包裹式自适应型换向固定组件1，充盈包裹式自适应型换向固定组件1包括换向调节装置11和充盈包裹式自适应型固定装置12，充盈包裹式自适应型固定装置12设于换向调节装置11上；双轴对中横移式高度调节组件2，双轴对中横移式高度调节组件2设于换向调节装置11的底端，双轴对中横移式高度调节组件2包括高度调节驱动装置21和双轴对中横移装置22，高度调节驱动装置21设于双轴对中横移装置22的一侧；以及，自清洁型配重支撑组件3，自清洁型配重支撑组件3设于双轴对中横移装置22的底端，自清洁型配重支撑组件3包括支撑限位装置31和自清洁型配重装置32，自清洁型配重装置32设于支撑限位装置31的底部。
41.如图2和图3所示，换向调节装置11包括支撑板一110、支撑立柱111、支撑板二112、水平气泡仪113、调向握杆114、调向轮盘115、调向转轴116、调向齿轮117、调向筒118、外圈轮齿119、转动底盘1110、内置凹槽1111和开口1112，支撑板二112设于支撑板一110的正上方，支撑板二112和支撑板一110之间通过支撑立柱111连接，内置凹槽1111设于支撑板一110上，转动底盘1110转动连接设于内置凹槽1111内，调向筒118固定连接设于转动底盘1110上，外圈轮齿119环绕布置设于调向筒118的筒壁上，调向转轴116的顶端与调向轮盘115连接，调向转轴116的底端与调向齿轮117连接，调向齿轮117与外圈轮齿119保持啮合连接，调向转轴116穿过支撑板二112，调向转轴116与支撑板二112之间保持转动连接，调向握杆114固定连接设于调向轮盘115上，水平气泡仪113设于支撑板二112上，开口1112设于调向筒118的顶壁上，调向筒118的顶部穿过支撑板二112，调向筒118的顶部与支撑板二112保持转动连接。
42.如图2-图6所示，充盈包裹式自适应型固定装置12包括内置固定板120、伸缩气缸121、降阻套环122、驱动齿条板123、传动齿轮124、扇形齿轮125、l型曲臂126、支撑立臂127、弧形弹性接触环128、流体承压袋129、悬吊安装板1210、充气泵1211、充气管1212、安装基座1213、固定套筒1214、包裹气囊1215、硅橡胶接触垫1216、固定柱1217和导向套筒1218，内置固定板120固定连接设于调向筒118内，降阻套环122固定连接设于内置固定板120上，伸缩气缸121的底端与调向筒118的底部内壁保持固定连接，伸缩气缸121的顶部穿过降阻套环122，伸缩气缸121的顶部与降阻套环122保持滑动连接，驱动齿条板123的底端与伸缩气缸121连接，驱动齿条板123的顶端与支撑立臂127连接，传动齿轮124对称布置设于驱动齿条板123的两侧，传动齿轮124与驱动齿条板123之间保持啮合连接，扇形齿轮125设于传动齿轮124的一侧，扇形齿轮125与传动齿轮124之间保持啮合连接，l型曲臂126的底端与扇形齿轮125保持固定连接，弧形弹性接触环128设于支撑立臂127和l型曲臂126上，流体承压袋129设于弧形弹性接触环128上，扇形齿轮125和l型曲臂126从开口1112内伸出，扇形齿轮125的轴部与调向筒118的顶板保持转动连接，悬吊安装板1210设于调向筒118的顶部内壁上，悬吊安装板1210对称布置设于开口1112的两侧，传动齿轮124的轴部与悬吊安装板1210之间保持转动连接，充气泵1211设于内置固定板120上，充气管1212的一端与充气泵1211连接，充气管1212的另一端穿过固定套筒1214与包裹气囊1215连接，包裹气囊1215设于固定套筒1214内，硅橡胶接触垫1216设于包裹气囊1215上，固定套筒1214设于安装基座1213上，安装基座1213设于调向筒118的顶壁上，固定柱1217设于安装基座1213的两侧，导向套筒1218设于固定柱1217上。
43.如图7所示，高度调节驱动装置21包括调高握杆210、主动齿轮211、中间齿轮212和从动齿轮213，调高握杆210与主动齿轮211的轴部保持固定连接，中间齿轮212设于主动齿轮211的一侧，从动齿轮213设于中间齿轮212的一侧，主动齿轮211与中间齿轮212之间保持啮合连接，中间齿轮212与从动齿轮213之间保持啮合连接。
44.如图7所示，双轴对中横移装置22包括安装横板220、传动螺纹杆一221、传动螺纹杆二222、横移块223、支撑臂224和吊挂铰接座225，传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222的两端与安装横板220保持转动连接，传动螺纹杆一221的一端与主动齿轮211的轴部保持固定连接，传动螺纹杆二222的一端与从动齿轮213的轴部保持固定连接，传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222的两端的螺纹方向相反，传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222穿过横移
块223，横移块223与传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222之间保持螺纹连接，横移块223设有两组，吊挂铰接座225设于支撑板一110的底壁上，支撑臂224的底部与横移块223保持转动连接，支撑臂224的顶部与吊挂铰接座225保持转动连接。
45.如图8所示，支撑限位装置31包括钻孔握杆310、连接块311、顶部螺纹312、螺纹套环313、固定限位支腿314和固定底板315，螺纹套环313固定连接设于固定底板315的四角，固定限位支腿314穿过螺纹套环313，顶部螺纹312设于固定限位支腿314的顶部，顶部螺纹312与螺纹套环313之间保持螺纹连接，连接块311设于固定限位支腿314的顶端，钻孔握杆310设于连接块311上。
46.如图9-图11所示，自清洁型配重装置32包括t型配重块320、连接杆321、固定块322、复位弹簧323、橡胶套环324、清洁凸起325、弹性橡胶圈一326和弹性橡胶圈二327，t型配重块320套装在固定限位支腿314的底部，橡胶套环324设于t型配重块320内，橡胶套环324贯穿t型配重块320，连接杆321固定连接设于橡胶套环324的两侧，连接杆321的一端与t型配重块320的内壁保持铰接，固定块322设于连接杆321的下方，复位弹簧323的一端与固定块322连接，复位弹簧323的另一端与橡胶套环324连接，固定块322与t型配重块320的内壁保持固定连接，清洁凸起325设于橡胶套环324的内圈曲面上，弹性橡胶圈一326和弹性橡胶圈二327套装在橡胶套环324的底部，弹性橡胶圈二327位于弹性橡胶圈一326的下方。
47.优选地，开口1112设有两组，开口1112位于安装基座1213和固定柱1217之间，导向套筒1218正对固定套筒1214设置。
48.优选地，主动齿轮211、中间齿轮212和从动齿轮213与安装横板220之间保持转动连接。
49.优选地，橡胶套环324与固定限位支腿314之间保持滑动连接。
50.优选地，固定底板315上设有中央控制器，辅助实现充气固定等功能，中央控制器型号为stc12c6082。
51.具体使用时，用户首先将电磁仪探头放入导向套筒1218和固定套筒1214内，启动充气泵1211，充气泵1211通过充气管1212对包裹气囊1215进行充气，包裹气囊1215充气膨胀后对电磁仪探头的中段位置进行柔性包裹，此时由于包裹气囊1215上的硅橡胶接触垫1216的摩擦系数较高，包裹气囊1215与电磁仪探头之间很难发生相对转动，而且也难以将电磁仪探头从包裹气囊1215中拔出，与此同时伸缩气缸121伸长，驱动齿条板123向上移动，驱动齿条板123带动两侧的传动齿轮124转动，传动齿轮124带动扇形齿轮125转动，两侧的l型曲臂126跟随扇形齿轮125一起转动，此时底部的弧形弹性接触环128向上移动，两侧的弧形弹性接触环128向着电磁仪探头的圆心处移动，当弧形弹性接触环128上的流体承压袋129接触到电磁仪探头后，伸缩气缸121停止伸长，弧形弹性接触环128自身可以根据电磁仪探头的尺寸产生不同程度的弯曲变形，而且在夹持力不足需要适当增加夹持力度时，流体承压袋129受到的力增大后，内部流体被挤压，可以增加流体承压袋129的侧向变形量，对电磁仪探头进行保护；电磁仪探头固定完毕后，转动钻孔握杆310，固定限位支腿314沿着螺纹套环313向下移动，使固定限位支腿314的底部尖端插入地面，增加了稳定性；随后转动调高握杆210，调高握杆210带动主动齿轮211转动，主动齿轮211通过中间齿轮212带动从动齿轮213转动，最终使传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222同向转动，由于传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222两端螺纹的螺纹方向相反，因此传动螺纹杆一221和传动螺纹杆二222转
动时，两侧的横移块223的移动方向也相反，当两侧的横移块223相互靠近时，支撑臂224向上转动，此时吊挂铰接座225的高度升高，电磁仪探头的高度一同升高，当两侧的横移块223相互远离时，电磁仪探头的高度降低；当需要调整电磁仪探头的方位时，转动调向握杆114，调向握杆114带动调向齿轮117转动，调向齿轮117通过外圈轮齿119带动调向筒118转动，调向筒118转动时可以改变固定套筒1214的方向，从而调整电磁仪探头的方位；当测量完毕后，需要收起本发明时，可以向上搬动固定底板315，此时固定限位支腿314逐渐从t型配重块320内伸出，当固定限位支腿314的圆柱段从t型配重块320内伸出时，橡胶套环324上的清洁凸起325可以对固定限位支腿314上粘附的土壤进行清理，当固定限位支腿314的圆锥段与橡胶套环324接触时，复位弹簧323、弹性橡胶圈一326和弹性橡胶圈二327会带动橡胶套环324底部的变形部分逐渐恢复形状，固定限位支腿314的圆锥段向上运动的过程中，橡胶套环324的底部会一直与固定限位支腿314的圆锥段保持接触，直到固定限位支腿314的圆锥段脱离橡胶套环324，固定限位支腿314上粘附的土壤被清理后，可以直接进行收纳，无需用到其他清洁工具，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
54.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。